2023年12月，我校功能分子研究所绿色新农药创制团队在药物化学领域国际权威期刊《Bioorganic Chemistry》（中科院1区Top，IF=5.1）发表了题为“Novel heptafluoroisopropyl N-phenylpyrazole aryl amides containing cyanoalkyl groups: Design, synthesis, insecticidal activity, docking studies and theoretical calculations”的科研成果（https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2023.107024）。论文第一作者为沈阳化工大学2020级联合培养博士研究生刘东东和2021级硕士研究生毕庆杰，通讯作者为功能分子研究所张静高级工程师和张立新教授。该工作以沈阳化工大学为第一完成单位。
全球粮食生产每年因农业害虫遭受约30 %的损耗，这不仅推高了粮食价格，还对经济造成了负面影响。在控制这些害虫方面，化学杀虫剂扮演了一个关键角色。但是，由于频繁且重复地使用这些杀虫剂，害虫对其产生了越来越强的抗药性，导致许多种害虫对现有的杀虫剂品种产生了高度抗性。因此，开发新型且高效的杀虫剂成为了解决害虫抗药性问题和提升农作物产量的一种重要手段。
该研究成果所发现的杀虫剂是一种创新的苯基吡唑类杀虫剂，它通过选择性地拮抗昆虫的γ-氨基丁酸受体（GABAR）发挥作用（GABAR在抑制昆虫神经系统的神经传递过程中扮演着关键角色）。实验证明，化合物A1、A2和A5在针对朱砂叶螨的生物活性测试中，其半致死浓度（LC50）值分别比Nicofluprole（LC50: 3.124 mg/L）低1.7至4.2倍。在对桃蚜的测试中，化合物A1、A2、A4和A7的LC50值分别为0.261、1.292、0.589和1.133 mg/L，均显著优于Nicofluprole（LC50: 4.200 mg/L）。此外，化合物A1在对二化螟的杀虫活性测试中也表现出较Nicofluprole（LC50: 6.021 mg/L）更佳的效果，其LC50值为2.271 mg/L。在针对小菜蛾的实验中，化合物A1（LC50: 0.115 mg/L）的效果与Nicofluprole（LC50: 0.196 mg/L）相近。分子对接研究显示，化合物A1与γ-氨基丁酸受体（GABAR）的结合能相对较低，为−7.764 kcal/mol。此外，通过密度泛函理论（DFT）计算，为这些新化合物的设计提供了深入的理论支持。
该研究成果发现的新型苯基吡唑类杀虫剂，展现了作为下一代杀虫剂进一步研究和开发的巨大潜力。该研究得到了辽宁省自然科学基金计划项目(2022-KF-15-04)、辽宁省“揭榜挂帅”科技攻关计划项目(2022JH1/10400018)和南宁市创新创业领军人才“邕江计划”创业项目(2020002-1)资金支持。
功能分子研究所 张静/文
